中原油田引進國內(nèi)首套車載式2500型
壓裂機組,量身定做管理及使用方法
壓裂了延頁平1井、涪頁1井和濮1-FP1井等10多口1字號井，次次成功；完成我國第一口
頁巖氣壓裂井方深1井的施工任務；搶先進入頁巖氣壓裂施工領域，成功壓裂了4口頁巖氣井……近年，中原油田在壓裂施工中取得的一系列成果，都是使用2500型壓裂機組為主體的壓裂設備后創(chuàng)造的。
擁有世界首套車載式2500型壓裂機組
要想讓油層快出油，就要先給油層注入能量。
“油氣埋于地層深處，壓裂是通過給地層‘造縫’使油氣順利采出。”中原油田井下特種作業(yè)處裝備科副科長李立介紹。
2007年，
普光氣田進入產(chǎn)能建設的關鍵階段，一個世界級難題擺在中原油田面前：普光氣田的動用區(qū)域是儲量豐度高、物性較好的
儲層，地層堅硬致密，酸壓施工是普光氣田投產(chǎn)的主要措施。由于地層壓力大、硫化氫及二氧化碳含量高、天然氣藏較深等特點，施工難度大，技術要求高。
當時，中原油田的1000型、1400型和2000型常規(guī)壓裂機組無法滿足大酸量、大排量、高泵壓施工的需要。
“引進世界先進的2500型壓裂機組。”中原油田領導決定。
2500型壓裂機組是全球功率最大的壓裂設備，最大輸出功率達2059.4千瓦，最高工作壓力達140兆帕，能滿足超深井、超高壓井等井型的壓裂作業(yè)需要。
當時，2500型壓裂機組在國外廣泛應用，是大型壓裂施工作業(yè)的主力機型，但車載2500型壓裂機組仍是“空白”。而國外企業(yè)生產(chǎn)的拖掛式2500型壓裂機組車身長，不適合在普光地區(qū)的山路上運輸。
根據(jù)集團公司的設備采購規(guī)定，中原油田向江漢油田第四機械廠訂貨。2008年，世界首套車載式2500型壓裂機組問世并運往普光氣田。
優(yōu)化工藝助壓裂機組發(fā)力
“因為是首次應用，國內(nèi)沒有經(jīng)驗可借鑒。”中原油田井下特種作業(yè)處計劃科副科長孫梅俠說，“從引進2500型壓裂機組至今，中原油田一直探索設備的有效管理及使用的方法。”
與常規(guī)壓裂機組相比，2500型壓裂機組就像“船舶中的航母”，共有8臺泵車、1臺儀表車、1臺管匯車、兩臺混砂車、1臺配液車，10臺砂罐車、10臺液罐車和5臺卸罐車。
中原油田制定2500型壓裂機組操作、維護及保養(yǎng)規(guī)程，對每臺車實行承包管理，責任落實到人，確保設備狀態(tài)良好。
中原油田井下特種作業(yè)處工藝研發(fā)中心副主任黃圣祥認為，想充分發(fā)揮設備效能，施工工藝好是關鍵。
2500型壓裂機組“征戰(zhàn)”前夕，是黃圣祥和他的同事最忙的時段。
他們根據(jù)2500型壓裂機組大型施工的特點及地質(zhì)情況，編寫施工設計方案，確定最佳現(xiàn)場施工方案，明確各崗位的職責及相關質(zhì)量技術要求。
考慮到2500型壓裂機組施工投入大，他們不打無把握之仗，在每口井施工前進行小型壓裂測試分析，獲取地層破裂壓力及排量、管具摩阻、施工泵壓等相關參數(shù)并用壓裂分析軟件進行壓前模擬分析，優(yōu)化施工方案。
目前，配合2500型壓裂機組的應用，中原油田形成了以氮氣泡沫壓裂及
煤層氣壓裂為代表的一大批先進
壓裂工藝技術，居國內(nèi)領先水平。
良好的設備性能加上科學的施工工藝方案，讓2500型壓裂機組“越戰(zhàn)越勇”。
自亮相普光氣田大型酸壓施工現(xiàn)場以來，2500型壓裂機組在國內(nèi)完成壓裂作業(yè)600井次，創(chuàng)壓裂作業(yè)工作壓力最大、連續(xù)無故障工作時間最長、施工規(guī)模最大等多項國內(nèi)紀錄。
為壓裂機組“瘦身”獻計
一套服務于普光、元壩氣田超深、超高壓井的酸壓施工，一套長期為塔河油田海相碳酸鹽巖大型油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)服務，目前中原油田的兩套2500型機組性能很不一樣。
中原油田井下首席專家趙正龍認為，2010年投用的機組和2008年在普光氣田投用的機組相比，性能有“質(zhì)的飛躍”。
設備性能改進，生產(chǎn)廠家功不可沒，但中原油田的現(xiàn)場使用經(jīng)驗也為提升設備性能作出貢獻。
在使用首套2500型壓裂機組時，中原油田井下特種作業(yè)處發(fā)現(xiàn)機組存在問題。其中，車輛過重導致不適合高速運移、慣性大、存在安全隱患等是突出問題。
首套2500型壓裂機組重48噸，運移困難。在訂購第二套機組前，中原油田與廠家溝通研討，逐一研究部件，設法為其“瘦身”。壓裂車的水箱體積大、重量重，他們在技術允許的范圍內(nèi)，給水箱減重兩噸。此外，他們與廠家合力優(yōu)化結構件設置方案，減去兩噸重量。最終，壓力機組重量減至44噸，運移不再困難。
首套機組在應用中出現(xiàn)泵車控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況，中原油田員工研究發(fā)現(xiàn)，控制系統(tǒng)在車的前部，與排氣管很近。施工中車底盤發(fā)動機工作時溫度很高，導致控制系統(tǒng)常常死機。
在生產(chǎn)第二套機組時，他們建議廠家將控制系統(tǒng)移至車的后部。最終，控制系統(tǒng)的可靠性大大增強。
改進后的第二套2500型壓裂機組投用后，中原油田成功開拓了塔河油田的壓裂市場——它滿足了大型壓裂施工排量大、時間長、連續(xù)高效運行的作業(yè)要求，為塔河油田穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)及提高油氣
采收率作出貢獻。
截至今年上半年，2500型壓裂機組在塔河油田完成酸壓井施工123井次，收到增產(chǎn)效果，讓低產(chǎn)井煥發(fā)活力。其中，在新疆塔河油田TH12312井施工中，該機組創(chuàng)單次注入地層的壓裂液量最大、施工持續(xù)時間最長等紀錄。
“8月，我們的第三套2500型壓裂機組到貨。屆時，中原油田將成為集團公司擁有這一非常規(guī)‘武器’數(shù)量最多的油田。它的加入，將進一步增強中原油田搶占非常規(guī)壓裂市場的競爭實力。”談到2500型壓裂機組的應用前景，中原油田井下特種作業(yè)處經(jīng)理劉祖林信心滿滿。
編后：今日，本版《
工程機械》系列報道稿件刊發(fā)完畢。
焊機、吊車和壓裂機組是工程建設中常用的機械設備，如何選擇、使用和維護它們，不僅關系到設備的運行及使用壽命，而且關系整個工程建設的質(zhì)量以及施工進展是否順利，關系到人員安全。
今后，本版將繼續(xù)關注工程機械及相關設備的使用和維護等領域，介紹中國石化下屬企業(yè)的成功經(jīng)驗。
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